臺(tái)風(fēng)暴雨地形的增幅作用 地形對(duì)臺(tái)風(fēng)的影響

導(dǎo)語(yǔ)：在自然災(zāi)害的頻發(fā)背景下，臺(tái)風(fēng)暴雨與地形之間的相互作用顯得尤為重要,。其中，地形對(duì)臺(tái)風(fēng)暴雨的增幅作用尤為顯著,，它不僅能夠影響降雨的分布和強(qiáng)度,，還能改變風(fēng)暴的路徑和特性。而且地形的高低起伏對(duì)臺(tái)風(fēng)暴雨的增幅作用具有直接影響,，當(dāng)臺(tái)風(fēng)攜帶大量水汽移動(dòng)至山區(qū)時(shí),，由于地形的抬升作用，空氣被迫上升,，水汽凝結(jié)成云,，進(jìn)而形成降雨，此時(shí),，地形的高低差異會(huì)導(dǎo)致降雨分布的不均勻性,，山區(qū)往往會(huì)出現(xiàn)降雨量大于平原地區(qū)的現(xiàn)象，下面就去看看地形對(duì)臺(tái)風(fēng)的影響吧,！

臺(tái)風(fēng)暴雨地形的增幅作用

暴雨

我們研究了地形對(duì)福建臺(tái)風(fēng)暴雨的影響,，研究表明，地形對(duì)臺(tái)風(fēng)暴雨的增幅作用很大,，其原因可能有兩個(gè)：一是風(fēng)在海岸的摩擦輻合,。這種輻合量級(jí)可達(dá)10-4S-1之大，達(dá)到了中尺度β系統(tǒng)的輻合量級(jí),，因而對(duì)降水的貢獻(xiàn)很大,。

對(duì)8209(Andy)臺(tái)風(fēng)1982年7月29日20時(shí)地面散度的計(jì)算表明，這次過(guò)程也達(dá)到這個(gè)量級(jí),。在閩東北地區(qū),，由于外海寬闊，風(fēng)力很強(qiáng),，持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng),，海岸對(duì)風(fēng)的摩擦輻合特別顯著,因而往往在閩東北地區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)的臺(tái)風(fēng)暴雨中心;二是地形抬升。在熱帶天氣系統(tǒng)中,，大量潮濕的空氣集中在低層,，因此在海拔2000米以下地形的抬升作用，對(duì)降水增幅的作用最大,，即使在中緯度地區(qū),，暖而濕的氣流沿著2000米以下的小山坡抬升,，對(duì)降水的增幅作用也是很大的。據(jù)研究,，地形抬升引起降水增幅作用主要取決于兩個(gè)因素：一是低層風(fēng)速,，風(fēng)速愈大，增幅愈強(qiáng);二是氣流的暖濕程度,，氣流愈暖愈濕,，地形對(duì)降水增幅的作用愈大。

臺(tái)風(fēng)過(guò)程中,，都具備這兩個(gè)條件,，因而地形抬升對(duì)降水的增幅作用極為明顯。在閩東北地區(qū)由太姥山引起的地形抬升作用十分顯著,福建中部沿海登陸的18次臺(tái)風(fēng)過(guò)程,，閩東北幾個(gè)測(cè)站雨量的平均值,。霞浦、福鼎,、柘榮平均雨量分別比臺(tái)山大1.96,、2.13、4.16倍,，可見(jiàn)地形影響之大,。平均值大一倍，這是由于臺(tái)風(fēng)登陸后,，副中心明顯發(fā)展所致,。由此可見(jiàn)，在沒(méi)有其他有利降水因素的共同作用下,，臺(tái)風(fēng)本身引起的降水一般不是太猛,。而地形的摩擦輻合及抬升作用，往往會(huì)使雨量成倍增長(zhǎng),，并隨地形高度增加,，大者可達(dá)3～5倍之多，但一般超過(guò)2500米以上的山坡上又開(kāi)始減小,。

例如,，在臺(tái)灣島境內(nèi)臺(tái)風(fēng)引起的最大雨量中心，都出現(xiàn)在海拔2500米左右的阿里山,，而不是出現(xiàn)在主峰玉山(3997米)和其他6座海拔在3090～3884米的高山,。在福建中部有主峰海拔高于1800米戴云山脈，在福建閩西南也有主峰高于1800米的博平嶺,，因而每當(dāng)臺(tái)風(fēng)在中部,、南部登陸時(shí)也經(jīng)常在戴云山東側(cè)的仙游、永春、安溪山區(qū)以及博平嶺東側(cè)的南靖,、平和形成暴雨中心,，也是由于地形增幅作用所致。有人研究華南地形對(duì)臺(tái)風(fēng)暴雨的增幅作用,。7～9月,，是華南臺(tái)風(fēng)盛季，華南地區(qū)由臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的降水量在總降水量中占相當(dāng)大的比重,?？偨邓繌难睾５貐^(qū)向蓮花山逐漸增加，沿海地區(qū)的等雨量線(xiàn)大致與海岸線(xiàn)和地形等高線(xiàn)平行,。降水中心集中在迎風(fēng)坡(東南坡上),特別是山脈的主峰附近,。而背風(fēng)坡上降水量急劇減少，等雨量線(xiàn)密集,，且大致與山脊走向平行。

低值中心與迎風(fēng)坡上高值中心相對(duì)應(yīng),。在沿海地區(qū)的降水量大致與蓮花山后的降水量相近,，而山地的平均降水量明顯偏大，均為沿海地區(qū)的兩倍.這些分布特征,，反映了地形對(duì)臺(tái)風(fēng)降水的影響,。表6-13為分別選取影響粵東、粵西,、桂西南的臺(tái)風(fēng)各5個(gè),，都是選取在該區(qū)2經(jīng)度×2緯度范圍內(nèi)登陸的臺(tái)風(fēng)。由表可見(jiàn),，山區(qū)降水強(qiáng)度均比沿海大2～3倍左右,，且比7～9月總降水量所得的平均倍數(shù)稍大，表明地形對(duì)臺(tái)風(fēng)降水增幅的作用比地形對(duì)非臺(tái)風(fēng)降水增幅的作用大,，這是因?yàn)榕_(tái)風(fēng)具有高溫,、高濕、強(qiáng)風(fēng)等等因素的結(jié)果,。地形對(duì)臺(tái)風(fēng)降水的增幅作用,，主要出現(xiàn)在具有臺(tái)風(fēng)氣流爬坡的位置上。以臺(tái)灣的地形為例,，位于不同方位的臺(tái)風(fēng),，其增幅作用不一樣，當(dāng)臺(tái)風(fēng)中心位于臺(tái)灣以東海上時(shí),，地形對(duì)降水的增幅作用主要出現(xiàn)在中央山脈的東側(cè),，當(dāng)臺(tái)風(fēng)中心位于臺(tái)灣以西或其西南的海峽內(nèi)時(shí)，地形對(duì)降水的增幅作用主要出現(xiàn)在中央山脈的西側(cè)。

為什么在福建省中部地區(qū)登陸的臺(tái)風(fēng),，在閩東北太姥山上的柘榮站經(jīng)常是臺(tái)風(fēng)暴雨中心所在,，也是由于具有強(qiáng)的東風(fēng)或東南風(fēng)沿東側(cè)山坡爬升的結(jié)果。據(jù)有關(guān)研究表明,，在我國(guó)三北(華北,、東北、西北)地區(qū),，在22個(gè)臺(tái)風(fēng)個(gè)例的57次大暴雨中,，100mm以上雨量集中的地區(qū)和大暴雨中心都是集中在有利地形的區(qū)域內(nèi)，喇叭口地形(或馬蹄形地形)對(duì)于低空氣流有明顯的輻合抬升作用,，降水天氣系統(tǒng)進(jìn)入這種地區(qū),，雨量常有增多的現(xiàn)象，在特大暴雨過(guò)程中有不少是與這種地形有關(guān),。例如,，1967年10月17～19日臺(tái)灣新寮暴雨和1963年9月10～12日臺(tái)灣百新暴雨，中心都落在喇叭口地形中,，喇叭地形產(chǎn)生暴雨的有利條件是同低空風(fēng)向風(fēng)速有關(guān),，暴雨正好落在近地面風(fēng)向與喇叭口地形成正交的山腳下。同時(shí)與近地面風(fēng)速較大并隨高度增大有關(guān),。

在喇叭口形狀的河灣(如長(zhǎng)江口,、杭州灣等)入口附近，且和風(fēng)向垂直的地區(qū)也往往容易產(chǎn)生雨團(tuán),，暴雨強(qiáng)度較強(qiáng),。1972年7月26～28日，由于受到7203(Rita)臺(tái)風(fēng)的襲擊,，在北京北部山地發(fā)生了一次特大暴雨,，暴雨中心在密云水庫(kù)西側(cè)的棗樹(shù)林。3天的過(guò)程雨量達(dá)到518mm,27日08至28日08時(shí)24小時(shí)最大雨量達(dá)479mm,，創(chuàng)造了北京地區(qū)最高雨量記錄,。這次特大暴雨過(guò)程，據(jù)中國(guó)科學(xué)院大氣所和北京大學(xué)的分析研究認(rèn)為,，除有利于暴雨發(fā)生的天氣學(xué)條件外,，地形對(duì)暴雨的增幅起了重要作用。這次的暴雨區(qū)主要出現(xiàn)在興隆一懷柔一帶,，恰好位于燕山山脈南麓向南開(kāi)口的喇叭地形中,，當(dāng)?shù)涂帐⑿衅蠚饬鲿r(shí)，地形對(duì)于氣流的輻合和強(qiáng)迫抬升作用造成了較強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng),，有利于暴雨的發(fā)生,、集中和增強(qiáng)。

暴雨

雨量與地形坡度的關(guān)系，雨量最大的地方出現(xiàn)在山脈的迎風(fēng)坡,，海拔1000m以下,、距山頂?shù)乃骄嚯x為數(shù)十千米的山坡中部，而不是在山頂上或山腳下,。地形對(duì)臺(tái)風(fēng)暴雨的增幅作用的另一方面,，是改變了云中的造雨過(guò)程。這是一種云霧物理過(guò)程,，據(jù)著名氣象學(xué)家,、中科院院士陶詩(shī)言認(rèn)為，對(duì)這種過(guò)程,，目前還沒(méi)有完全清楚,。據(jù)對(duì)雷達(dá)回波照片分析表明，大體上有以下幾種增幅作用： 在山坡上有低云存在時(shí),，由于地形抬升作用,，從上空云層中落下來(lái)的雨滴進(jìn)入低空的云層中時(shí)，這些雨滴捕捉了低空云層中的云滴,，引起地面降水強(qiáng)度加大,，這是第一種增幅作用。由于地形作用,，在迎風(fēng)坡造成強(qiáng)烈的輻合和強(qiáng)迫上升，改變大氣層結(jié)的穩(wěn)定度,，形成位勢(shì)不穩(wěn)定,，出現(xiàn)了對(duì)流云發(fā)展的有利條件，由層狀云,，轉(zhuǎn)為積狀云,、積雨云發(fā)展，從積雨云上部卷云砧中有冰粒落進(jìn)高層云里,，產(chǎn)生很強(qiáng)冰粒和云滴(雪粒)的合并過(guò)程,，造成對(duì)流性的強(qiáng)降水。

這是第二種增幅作用,，當(dāng)對(duì)流性雨團(tuán)移近山地時(shí),，積雨云四周高度比較低的積云變成層狀云，同時(shí)在山地由地形引起的水平輻合使積雨云更加發(fā)展,，并吸收周?chē)鷮訝钤浦械男∷尾⑷肫渲?。這兩種不同性質(zhì)的云滴合并在一起時(shí)，增強(qiáng)了膠性不穩(wěn)定過(guò)程,，造成水滴相互凝并,，并成為降水落到地面。在這種增幅過(guò)程中，要有暴雨出現(xiàn),，必須要有大尺度流場(chǎng)中不斷有水汽輸送到山區(qū),。這是第三種增幅作用，是由積雨云受地形作用出現(xiàn)變形而造成的,?！绻袃蓪硬环€(wěn)定層存在，且下層水汽供應(yīng)比較充分,，當(dāng)下層不穩(wěn)定層由于地形作用,，上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，使對(duì)流不穩(wěn)定沖破兩層之間的穩(wěn)定層,，從而觸發(fā)中層不穩(wěn)定能量釋放,，加強(qiáng)對(duì)流，造成中層較大云滴下降到下層,，并在下層不穩(wěn)定層中捕捉云滴,，由于下層水分豐富，于是形成較大的降水,，這是第四種增幅作用,。

由此看來(lái)，地形對(duì)造雨過(guò)程的影響是多樣性的,，但一個(gè)共同的特點(diǎn),，就是地形的增幅作用，使云中的水分比別的地區(qū)能更有效地降落到地面,，從而提高降水的效率,。以上討論的都是山脈迎風(fēng)波對(duì)降水的增幅作用。但在一定條件下,，山地背風(fēng)坡也可能出現(xiàn)背風(fēng)波,，它引起的上升運(yùn)動(dòng)可達(dá)102cm·s-1的數(shù)量級(jí)。這樣的上升運(yùn)動(dòng),，足夠造成暴雨,，太行山區(qū)就常有這種情況。這條山脈大致是南北向,、高約1500m,當(dāng)盛行西風(fēng)氣流時(shí),，東邊山腳常觀(guān)測(cè)到相當(dāng)大的局地降水，而西邊少雨或無(wú)雨,。理論計(jì)算表明,，當(dāng)山頂一定高度存在一穩(wěn)定層，并且西風(fēng)隨高度增加,，同時(shí)滿(mǎn)足這兩個(gè)必要的動(dòng)力條件時(shí),，會(huì)在背風(fēng)波產(chǎn)生,，有時(shí)最大上升速度達(dá)到2m·s- 。此外,，漫溢效應(yīng)也能造成背風(fēng)面雨量較大,。所謂“漫溢效應(yīng)”是指迎風(fēng)波產(chǎn)生的雨滴，被水平氣流攜帶越過(guò)峰頂,，落到背風(fēng)側(cè),。風(fēng)大時(shí)這種作用比較明顯，有時(shí)它可達(dá)總雨量的10%,。

地形對(duì)臺(tái)風(fēng)的影響

臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度減弱：臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度愈強(qiáng),，其減弱程度也越大。

臺(tái)風(fēng)路徑偏移：不少臺(tái)風(fēng)登陸時(shí)會(huì)有向前方左側(cè)偏的現(xiàn)象,，而離開(kāi)島嶼時(shí)則有向右側(cè)偏的現(xiàn)象,。

地形槽或低壓的形成：臺(tái)風(fēng)臨近臺(tái)灣省時(shí)，在臺(tái)灣海峽可能會(huì)出現(xiàn)地形槽或低壓,，有時(shí)此低壓可進(jìn)一步加強(qiáng)成為臺(tái)風(fēng),，而原來(lái)的臺(tái)風(fēng)則減弱消失。

臺(tái)風(fēng)分裂：臺(tái)風(fēng)在接近臺(tái)灣省時(shí),，可能會(huì)因?yàn)榈匦蔚挠绊懚l(fā)生分裂,，表現(xiàn)為一段不連續(xù)的路徑。

降水分布受山脈影響：合風(fēng)降水分布受山脈的影響很大,，暖濕氣流在遇到山脈阻擋時(shí)會(huì)隨著地形被迫抬升而降溫,，易成云致雨。

地形對(duì)臺(tái)風(fēng)發(fā)展的影響：臺(tái)灣地形影響下,，海峽內(nèi)有氣旋性渦旋生成,，有利于臺(tái)風(fēng)北端高空冷渦氣旋性渦度及其東側(cè)南風(fēng)的增強(qiáng)，從而加強(qiáng)了臺(tái)風(fēng)的發(fā)展,。

地形對(duì)臺(tái)風(fēng)眼的影響：地形會(huì)影響臺(tái)風(fēng)眼壓力，高地會(huì)使臺(tái)風(fēng)眼壓力降低,，從而加速臺(tái)風(fēng)的發(fā)展;而在低地,，臺(tái)風(fēng)眼壓力升高，從而減緩臺(tái)風(fēng)的發(fā)展過(guò)程,。

臺(tái)風(fēng)路徑的多種影響因素：除了地形,，臺(tái)風(fēng)路徑還受海洋溫度、大氣環(huán)流,、地球自轉(zhuǎn),、高壓和低壓區(qū)域、緯度和經(jīng)度,、環(huán)流和風(fēng),、以及多個(gè)臺(tái)風(fēng),、氣旋和系統(tǒng)之間的相互作用等多種因素的影響。

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